impedância de CA é o nosso método habitual para a detecção de uma bateria de iões de lítio, o princípio básico é a utilização de diferentes tipos de iões de lítio impedância bateria interna velocidade diferente do tempo de resposta, o feedback (sinal de corrente através da aplicação de sinais de diferentes frequências de onda sinusoidal ou obtido de acordo com sinal de tensão) distinguindo, assim, diferentes tipos de impedâncias, por exemplo, em uma fase da reacção principalmente resistência de contacto electrónico em baterias de iões de lítio e Li + impedância difusão do electrólito de alta frequência, a principal fase de reacção intermediário eléctrodo / electrólito de carga de interface impedância troca, baixo reacção fase é principalmente Li + material activo impedância difusão e película SEI.
As baterias de iões de lítio filtro auto-descarga é uma tarefa muito importante para baterias de iões de lítio está directamente relacionada com a fiabilidade da bateria para o grupo, em termos de fabricantes de baterias será tipicamente de lítio baterias de iões de 7-28 dias de armazenamento à temperatura ambiente ou a temperatura elevada, rastreados através da detecção da queda de tensão e declínio da capacidade de maneiras diferentes que a taxa de auto-descarga da bateria, o que também faz com que a auto-descarga tornar-se um processo de produção de baterias de iões de lítio gargalo. Pierrot S. Attidekou Newcastle University, Reino Unido (o primeiro autor, comunicação autor) por meio de impedância AC, o tempo de rastreio de auto-descarga da bateria de iões de lítio a partir de semanas para dentro de 10 min, ao continuar a optimizar o rastreio deverá continuar para encurtar o tempo de 1min.
Pierrot S.Attidekou utiliza dois bem conhecidos militar e espaço da bateria de lítio é fabricante 40Ah baterias SAFT cilíndrico, como o objecto de estudo (tabela de informações de célula abaixo), em que a célula é uma célula normal (taxa de auto-descarga foi de 2,108 mV / dia, da bateria 2), ainda uma grande auto-descarga (taxa de auto-descarga 3.940mV / dia, uma bateria), foram testados quanto à sua descarregada a 3.2V no estado 0% SoC (C / 10), a diferentes temperaturas ( Espectro de impedância AC a 15, 20, 25, 30 ° C).
Duas baterias EIS espectros a diferentes temperaturas, como mostrado abaixo, pode ser visto a partir da FIG EIS padrão duas células é principalmente composta por dois arcos, um primeiro arco configurado para ser pequeno na banda de frequência, o segundo uma grande configuração de arco de baixa frequência, com o aumento do perfil de temperatura do raio do arco é reduzida, e toda a curva para o (impedância menor) mover para a esquerda, não só mostra que a troca de carga com o aumento da temperatura interna da bateria A impedância é significativamente reduzida, e a resistência à difusão do Li + no eletrólito também mostra uma tendência de queda significativa.
As características dos acima EIS mapa Pierrots. Attidekou concebidas como um circuito equivalente, em que L1 é a indutância, resistência óhmica posição Rl, por trás das duas resistências paralelas na figura representa dois semicírculos, onde CPE é uma constante componentes do ângulo de fase, principalmente algumas características da interface eléctrodo capacitivas da reacção, R, a e R, c é a impedância da troca de carga negativa e positiva, Wa e Wc Li + no eléctrodo positivo e a impedância do eléctrodo negativo é difusão em fase sólida.
Resultados do padrão celular EIS dois no circuito equivalente mostrado na FIG montagem mostrados na tabela a seguir, todo o erro de ajuste entre 0,6-2,4%, em que a mesa é uma auto-descarga rápida da bateria, a seguinte tabela b é mais lento auto-descarga da bateria, a tabela R1 representa a impedância interna na bateria de iões de ohms de lítio, por exemplo, a resistência de contacto entre o electrólito, o colector de corrente, o separador e as partículas de material activo, pode ser visto a partir da tabela, com O aumento da temperatura, R1, mostra uma tendência de queda, principalmente porque a resistência à difusão de Li + no eletrólito diminui à medida que a temperatura aumenta.O gráfico abaixo mostra a relação entre R1 e temperatura T, como pode ser visto na figura. Uma bateria normal auto-descarregada tem uma relação linear entre log (1 / R1) e 1000 / T, enquanto uma bateria auto-descarregada exibe uma característica não linear, indicando que está em uma bateria autodescarregável. Existem alguns defeitos.
EIS princípio de funcionamento é a utilização de diferentes impedâncias possuindo diferentes constantes de tempo (mostrado na seguinte fórmula), a figura mostra duas positivo da bateria (triângulos) e negativa (quadrado) com uma constante de tempo da mudança de temperatura tendência pode ser visto por dois células positivas surgiram apenas uma constante significativamente maior do que a tendência negativa tempo, mas com o aumento da temperatura da bateria, a constante de tempo nos eléctrodos positivos e negativos são reduzidos, para uma rápida auto-descarga da bateria 1, quando a temperatura da bateria atingiu 25 ° C.] C mais tarde, mas menos do que a constante de tempo do eléctrodo positivo é um eléctrodo negativo, para lenta auto-descarga da bateria 2, apenas a temperatura atinge a constante de tempo do eléctrodo positivo será menor do que 30 ° C.] constante de tempo C do eléctrodo negativo, que pode ser visto a partir desta auto-descarga 1 bateria rápida tem alguns problemas.
curva logarítmica entre os dois abaixo mostra a carga da bateria bateria troca Rp resistência à temperatura positivo e negativo, impedância Pierrot S. Attidekou FIG EIS que eléctrodo negativo, o primeiro eléctrodo negativo principalmente semicircular e a impedância da película SEI cobrar configuração troca impedância, EIS e para o segundo FIG semi principalmente pela configuração impedância do eléctrodo positivo troca de carga, o número da troca de carga sobre o perfil de temperatura impedância produzido (como mostrado abaixo), a partir da FIG. pode ser visto a temperaturas mais baixas, o eléctrodo negativo é significativamente maior do que o valor da impedância do eléctrodo positivo, mas medida que a temperatura aumenta a ocorrência deste fenómeno é invertida para uma rápida auto-descarga da bateria 1, em 25 ℃ na impedância negativa abaixo da impedância do eléctrodo positivo, a bateria de auto-descarga mais lento em 30 ℃ eléctrodo negativo 2 foi menor do que a impedância da impedância do eléctrodo positivo, o qual pode ser distinguida como baterias de lítio auto-descarga base rápida.
Pierrot S. Attidekou abaixo mostra os dados de coeficiente de difusão Li + de dados de impedância AC obtido, Li + coeficiente de difusão pode ser visto que duas baterias estão a aumentar com o aumento da temperatura, mas ainda assim a bateria ver dois óbvio lacuna, o que pode ser usado como uma base para determinar as diferentes taxas de auto-descarga da bateria.
impedância de CA é uma poderosa ferramenta de reacções de bateria de lítio interna e alteração química, Pierrot S. Attidekou trabalho mostrou que a auto-descarga da bateria de iões de lítio com diferentes temperaturas tendências óbvias na resistência óhmica, impedância interface de troca de carga e capacitância diferença, filtros diferentes podem ser usadas para taxa de auto-descarga de uma bateria de iões de lítio, acelerando assim a auto-descarga do rastreio de iões de lítio, melhorar a eficiência da produção.
